千米深井保护层开采对下部巷道稳定性的影响研究

"千米深井保护层开采对下部巷道稳定性影响分析" 本文主要探讨了在千米深井、高应力及倾斜岩层环境下，保护层开采对于下部巷道稳定性的影响。研究人员基于平煤十二矿的地质条件，利用相似材料试验方法模拟了保护层己14煤层开采过程中，对下部己15煤层回采工作面的矿压规律。通过实验，他们得出了以下关键结论： 1. 巷道应力变化：在保护层开采前后，回风巷（位于保护层采场外侧）持续受到高水平的水平应力作用。在开采60厘米后，由于采场的初次来压，巷道下帮的水平方向压应力从3.42 kPa显著增加到50 kPa，导致两帮发生较大变形。 2. 运输巷顶板变形：运输巷（位于保护层采场正下方）在开采期间遭受严重的顶板变形破坏。然而，保护层开采后，其顶板的垂直应力经历了显著下降，从最大值42 kPa降低至负值-17 kPa，转变为拉应力，表明明显的卸压效果，从而提高了巷道的稳定性。 3. 保护层开采作用：保护层开采的主要目标是通过预先开采上覆煤层来减少下部煤层的压力，从而提高下部巷道的安全性。实验结果显示，虽然保护层开采可能导致局部巷道变形加剧，但它有效地减轻了下部巷道的垂直应力，降低了顶板破坏的风险，这对于千米深井的安全生产至关重要。 4. 相似模拟试验的意义：相似材料试验是一种有效的研究手段，它能够模拟真实矿井环境下的开采过程，帮助理解复杂的矿压规律和巷道稳定性问题。通过这种方式，可以为深井开采中的巷道维护和支护设计提供科学依据。 5. 围岩应力的影响：在千米深井中，围岩应力的分布和变化是决定巷道稳定性的重要因素。保护层开采通过改变上覆岩层的应力状态，间接影响下部巷道的应力分布，从而影响巷道的变形模式和稳定性。 千米深井中进行保护层开采是一项复杂而关键的技术，它涉及到矿压控制、巷道稳定性分析以及开采策略的制定。通过深入研究和模拟试验，可以优化开采方案，有效预防巷道失稳，保障深井煤炭开采的安全与高效。